[환경에너지칼럼] 21세기는 환경에너지 시대(上) 에너지고갈과 환경오염의 충격 옛날 우리 어른들은 장작으로 불을 집히고 작은 마을 옹기종기 모인 굴뚝에서는 연기가 모락모락 피어나오는 아침을 맞이하며 살았다. 석탄이 나오면서 집과 식당은 연탄을 피웠는데 한 번쯤은 연탄가스를 마셔 어질어질 했던 기억들이 떠오른다. 겨울엔 석유를 사서 냄새나는 곤로에 불을 붙였다. 요즘엔 어디서나 가스를 사용해 맛있는 요리를 한다. 그리고 이들 연료를 이용한 전기는 언제 어디서나 쉽게 사용해 다양한 먹거리와 전자기기, 광고, 밤거리 등에 이용되고 있다.걱정 없이 편안하게 친근하게 이용되는 이들 연료는 우리 생활에 필수적인 요소가 됐다. 그러나 앞으로 50년 이후인, 즉 21세기 말경에는 이들 연료가 모두 소진된다는 예측이다. 때문에 회의론자들은 화석연료의 고갈로 인해 대체에너지가 지하자원을 대신한다 하더라도 그 비중은 5%에 불과할 것이라며, 지구상의 인류가 참혹한 시기를 겪게 될 것이라 네다 보고 있다.최근 기름 값이 많이 떨어졌다. 지난 몇 년간 리터당 1,600원 이상 하던 경유가 지금은 1,200원대 불가하다. 기름의 고갈로 오르기만 할 것이라고 예상했던 터라 가격하락은 오히려 희소식에 가깝게 느껴진다. 가격하락의 이유는 연료고갈의 대안으로 미국에서 셰일가스를 활발하게 개발하고 있기 때문이다.세일가스란 오랜 세월동안 모래와 진흙이 쌓여 단단하게 굳은 탄화수소가 퇴적암(셰일)층에 매장돼 있는 가스를 말한다. 셰일가스는 미국, 중국, 중동, 러시아 등 세계 31개국에 약 187조 5,000억 ㎥가 매장돼 있는 것으로 추정되는데, 이는 전 세계가 향후 60년 동안 사용할 수 있는 양이며, 2010년 북미 지역의 셰일가스 생산량은 2000년에 비해 15.3배나 확대됐으며, 미국은 2009년 이후 러시아를 제치고 천연가스 1위 생산국에 등극했다.그러나 이 대체에너지 역시 짧게는 60년에서 많게는 100년까지 이용할 수 있을 뿐, 무한한 자원은 아니기 때문에 일부 학자들은 대안책으로 해저유전개발을 제시하며 300년간은 자원고갈로 인한 위협에서 벗어날 수 있을 것이라 보고 있다.과연 대안 에너지개발이 우리의 미래를 이끌어 갈 수 있을까?인류의 끝없는 에너지개발 이면에는 환경파괴에 따른 또 다른 위협에 노출되고 있었다. 산업혁명의 주도자인 영국은 석탄을 연료로 행복한 나라를 꿈꾸고 있었다.13세기에 이미 영국은 석탄 연료 사용을 금지했고 매연 단속을 목적으로 1875년에는 공중위생법을 제정하지 않으면 안 될 정도였다.살인적 스모그 사건이라는 말이 나올 만큼 처참했던 런던스모그 사건은 1952년 12월 5일부터 9일까지 5일간 일어났다. 주로 노인, 어린이, 환자 등 허약체질을 가진 사람들에게 엄습해 4,000여 명의 호흡기질환 환자가 사망했고, 다음 해 2월까지 8,000여 명의 사망자가 늘어나 총사망자는 12,000여 명에 달했다.이와 같은 참사를 가져온 스모그 사건은 공장과 빌딩이나 가정의 난방으로 쓰이고 있던 석탄 연료소비량이 급증하면서 매연 배출량도 증가해 공기 중의 황산화물 함유량이 평소의 2배에 달했고 안개와 매연이 결합해 일어났다.1954년 7월 미국 캘리포니아주의 LA에서 자동차 등에 화석연료(석유) 연소 시 방출되는 질소산화물(NOx), 올레핀(Olefine)계 탄화수소(HC, Hydrocarbon), 황산화물 등과 태양광선중 자외선에 의해 오존(O3), PAN(Peroxy acetyl nitrate), 과산화물, Aldehyde, Acrolein, 유기물 산염, aerosol 등의 광화학 옥시던트를 형성해 햇볕이 내리쬐는 대낮인데도 눈앞이 뿌옇게 흐리게 하는 LA 스모그 현상을 발생시켰다.미국 LA는 해안분지로서 1년 내내 해안성 안개와 기온역전이 거의 매일같이 발생했고, 휴양지와 유전개발 등에 의해 인구증가와 자동차의 증가로 석유계 연료소비 증가로 회백색 연무가 발생한 것이다.이 지역에서 발생한 스모그는 1940년 처음으로 식물에 피해를 주게 됐고, 1950년경에는 사람에게도 피해를 주게 됐다. 1954년부터 대부분의 LA 시민들은 눈, 코, 기도, 폐 등의 점막에 지속적이고 반복적인 자극과, 일상생활에 있어서 불쾌감을 호소했으며, 가축 및 농작물의 피해가 나타나고 고무제품의 노화 등 재산상의 피해가 크게 나타났다.석탄을 세계에서 가장 많이 사용하는 중국의 스모그 현상은 비일비재한 것으로 보인다. 중국은 엄청난 양의 전기를 수력발전을 통해 생산하고 있지만 여전히 대부분 에너지를 석탄을 연소해 얻고 있다. 중국환경보호국은 자동차배기가스와 석탄을 대기오염의 주범이라고 했는데, 난방연료의 70%를 석탄에 의존하기 때문이다. 이렇게 중국의 대기 오염이 심각한 가운데, 유엔 산하 세계보건기구가 얼마 전 발표한 보고서는 중국에서만 매년 120만 명이 오염 때문에 조기 사망한다고 분석했다.이러한 석탄, 석유, 가스의 연소와 자동차 등의 매연은 사람과 식물 및 인공물에 피해를 주었지만, 오늘날 전 세계적으로 가장 큰 이슈와 환경오염의 증상은 지구온난화 현상으로 나타났다. 지구를 덮게하는 6대 온실가스는 이산화탄소(CO2 : Carbon Dioxide), 메탄 (CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFC), 과불화탄소(PFC), 육불화 황(SF6) 등으로 그중에서도 가장 큰 비중을 차지하는 것이 '이산화탄소'다.석탄, 석유와 같은 화석연료의 사용이 이산화탄소의 농도 증가율에 가장 큰 영향을 준다. 산업혁명 이후 이산화탄소 농도 증가율은 빠르게 증가(1960~2005년 평균 증가율: 1.4 ppm/년)하고 있고 이미 전 세계적으로 10억대가 넘는 자동차에서 내뿜고 있는 배기가스는 이를 더 가속화하고 있다.가솔린, LPG 등의 화석연료를 사용하는 자동차에서 연료가 불완전연소가 될 경우 일산화탄소와 탄화수소가 발생한다. 반면에 질소산화물과 이산화탄소발생 농도는 낮아진다. 그러나 완전연소가 되면 정반대로 일산화탄소와 탄화수소는 발생하지 않지만 질소산화물과 이산화탄소발생량이 상대적으로 증가한다.디젤 연료를 사용하는 자동차도 연소방식이 다르긴 하지만 마찬가지로 불완전연소가 될 경우 속칭 검댕이라고 부르는 매연이 발생하게 되며 반면에 질소산화물과 이산화탄소 발생 농도는 낮아진다. 그러나 완전연소가 되면 매연은 발생하지 않지만 질소산화물과 이산화탄소 발생량이 증가한다.1989~1999 환경보전협회 기술개발부 과장2000~2002 우대기술단 환경설계부 이사 2002~2007 (주)수성ENG' 환경부 이사2008~2011 (주)우주ENG' 환경사업부 상무2009~2013 (주)이앤에코 현,대표(겸)2013~현재 한국환경에너지협동조합 초대이사장2015. 4~현 서초협동조합협의회/서초사회적경제협의회 공동대표2010.3~현 한국철도공사, 한국폐기물협회 자문·심위위원

[환경에너지칼럼] 21세기는 환경에너지 시대(上)

에너지고갈과 환경오염의 충격

기사입력 2015-12-14 15:52:13

은정환 칼럼니스트

[산업일보]
옛날 우리 어른들은 장작으로 불을 집히고 작은 마을 옹기종기 모인 굴뚝에서는 연기가 모락모락 피어나오는 아침을 맞이하며 살았다. 석탄이 나오면서 집과 식당은 연탄을 피웠는데 한 번쯤은 연탄가스를 마셔 어질어질 했던 기억들이 떠오른다. 겨울엔 석유를 사서 냄새나는 곤로에 불을 붙였다. 요즘엔 어디서나 가스를 사용해 맛있는 요리를 한다. 그리고 이들 연료를 이용한 전기는 언제 어디서나 쉽게 사용해 다양한 먹거리와 전자기기, 광고, 밤거리 등에 이용되고 있다.

걱정 없이 편안하게 친근하게 이용되는 이들 연료는 우리 생활에 필수적인 요소가 됐다. 그러나 앞으로 50년 이후인, 즉 21세기 말경에는 이들 연료가 모두 소진된다는 예측이다. 때문에 회의론자들은 화석연료의 고갈로 인해 대체에너지가 지하자원을 대신한다 하더라도 그 비중은 5%에 불과할 것이라며, 지구상의 인류가 참혹한 시기를 겪게 될 것이라 네다 보고 있다.

최근 기름 값이 많이 떨어졌다. 지난 몇 년간 리터당 1,600원 이상 하던 경유가 지금은 1,200원대 불가하다. 기름의 고갈로 오르기만 할 것이라고 예상했던 터라 가격하락은 오히려 희소식에 가깝게 느껴진다. 가격하락의 이유는 연료고갈의 대안으로 미국에서 셰일가스를 활발하게 개발하고 있기 때문이다.

세일가스란 오랜 세월동안 모래와 진흙이 쌓여 단단하게 굳은 탄화수소가 퇴적암(셰일)층에 매장돼 있는 가스를 말한다. 셰일가스는 미국, 중국, 중동, 러시아 등 세계 31개국에 약 187조 5,000억 ㎥가 매장돼 있는 것으로 추정되는데, 이는 전 세계가 향후 60년 동안 사용할 수 있는 양이며, 2010년 북미 지역의 셰일가스 생산량은 2000년에 비해 15.3배나 확대됐으며, 미국은 2009년 이후 러시아를 제치고 천연가스 1위 생산국에 등극했다.

그러나 이 대체에너지 역시 짧게는 60년에서 많게는 100년까지 이용할 수 있을 뿐, 무한한 자원은 아니기 때문에 일부 학자들은 대안책으로 해저유전개발을 제시하며 300년간은 자원고갈로 인한 위협에서 벗어날 수 있을 것이라 보고 있다.

과연 대안 에너지개발이 우리의 미래를 이끌어 갈 수 있을까?

인류의 끝없는 에너지개발 이면에는 환경파괴에 따른 또 다른 위협에 노출되고 있었다. 산업혁명의 주도자인 영국은 석탄을 연료로 행복한 나라를 꿈꾸고 있었다.

13세기에 이미 영국은 석탄 연료 사용을 금지했고 매연 단속을 목적으로 1875년에는 공중위생법을 제정하지 않으면 안 될 정도였다.

살인적 스모그 사건이라는 말이 나올 만큼 처참했던 런던스모그 사건은 1952년 12월 5일부터 9일까지 5일간 일어났다. 주로 노인, 어린이, 환자 등 허약체질을 가진 사람들에게 엄습해 4,000여 명의 호흡기질환 환자가 사망했고, 다음 해 2월까지 8,000여 명의 사망자가 늘어나 총사망자는 12,000여 명에 달했다.

이와 같은 참사를 가져온 스모그 사건은 공장과 빌딩이나 가정의 난방으로 쓰이고 있던 석탄 연료소비량이 급증하면서 매연 배출량도 증가해 공기 중의 황산화물 함유량이 평소의 2배에 달했고 안개와 매연이 결합해 일어났다.

1954년 7월 미국 캘리포니아주의 LA에서 자동차 등에 화석연료(석유) 연소 시 방출되는 질소산화물(NOx), 올레핀(Olefine)계 탄화수소(HC, Hydrocarbon), 황산화물 등과 태양광선중 자외선에 의해 오존(O3), PAN(Peroxy acetyl nitrate), 과산화물, Aldehyde, Acrolein, 유기물 산염, aerosol 등의 광화학 옥시던트를 형성해 햇볕이 내리쬐는 대낮인데도 눈앞이 뿌옇게 흐리게 하는 LA 스모그 현상을 발생시켰다.

미국 LA는 해안분지로서 1년 내내 해안성 안개와 기온역전이 거의 매일같이 발생했고, 휴양지와 유전개발 등에 의해 인구증가와 자동차의 증가로 석유계 연료소비 증가로 회백색 연무가 발생한 것이다.

이 지역에서 발생한 스모그는 1940년 처음으로 식물에 피해를 주게 됐고, 1950년경에는 사람에게도 피해를 주게 됐다. 1954년부터 대부분의 LA 시민들은 눈, 코, 기도, 폐 등의 점막에 지속적이고 반복적인 자극과, 일상생활에 있어서 불쾌감을 호소했으며, 가축 및 농작물의 피해가 나타나고 고무제품의 노화 등 재산상의 피해가 크게 나타났다.

석탄을 세계에서 가장 많이 사용하는 중국의 스모그 현상은 비일비재한 것으로 보인다. 중국은 엄청난 양의 전기를 수력발전을 통해 생산하고 있지만 여전히 대부분 에너지를 석탄을 연소해 얻고 있다. 중국환경보호국은 자동차배기가스와 석탄을 대기오염의 주범이라고 했는데, 난방연료의 70%를 석탄에 의존하기 때문이다. 이렇게 중국의 대기 오염이 심각한 가운데, 유엔 산하 세계보건기구가 얼마 전 발표한 보고서는 중국에서만 매년 120만 명이 오염 때문에 조기 사망한다고 분석했다.

이러한 석탄, 석유, 가스의 연소와 자동차 등의 매연은 사람과 식물 및 인공물에 피해를 주었지만, 오늘날 전 세계적으로 가장 큰 이슈와 환경오염의 증상은 지구온난화 현상으로 나타났다. 지구를 덮게하는 6대 온실가스는 이산화탄소(CO2 : Carbon Dioxide), 메탄 (CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFC), 과불화탄소(PFC), 육불화 황(SF6) 등으로 그중에서도 가장 큰 비중을 차지하는 것이 '이산화탄소'다.

석탄, 석유와 같은 화석연료의 사용이 이산화탄소의 농도 증가율에 가장 큰 영향을 준다. 산업혁명 이후 이산화탄소 농도 증가율은 빠르게 증가(1960~2005년 평균 증가율: 1.4 ppm/년)하고 있고 이미 전 세계적으로 10억대가 넘는 자동차에서 내뿜고 있는 배기가스는 이를 더 가속화하고 있다.

가솔린, LPG 등의 화석연료를 사용하는 자동차에서 연료가 불완전연소가 될 경우 일산화탄소와 탄화수소가 발생한다. 반면에 질소산화물과 이산화탄소발생 농도는 낮아진다. 그러나 완전연소가 되면 정반대로 일산화탄소와 탄화수소는 발생하지 않지만 질소산화물과 이산화탄소발생량이 상대적으로 증가한다.

디젤 연료를 사용하는 자동차도 연소방식이 다르긴 하지만 마찬가지로 불완전연소가 될 경우 속칭 검댕이라고 부르는 매연이 발생하게 되며 반면에 질소산화물과 이산화탄소 발생 농도는 낮아진다. 그러나 완전연소가 되면 매연은 발생하지 않지만 질소산화물과 이산화탄소 발생량이 증가한다.

<은정환 칼럼니스트>
1989~1999 환경보전협회 기술개발부 과장
2000~2002 우대기술단 환경설계부 이사
2002~2007 (주)수성ENG' 환경부 이사
2008~2011 (주)우주ENG' 환경사업부 상무
2009~2013 (주)이앤에코 현,대표(겸)
2013~현재 한국환경에너지협동조합 초대이사장
2015. 4~현 서초협동조합협의회/서초사회적경제협의회 공동대표
2010.3~현 한국철도공사, 한국폐기물협회 자문·심위위원